陳根生，袁海波，許勇泉，江用文，鄧余良，俞燎遠(yuǎn)，余書(shū)平，尹軍峰*1.浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 10058；.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，浙江省茶葉加工工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)家茶產(chǎn)業(yè)工程技術(shù)研究中心，浙江 杭州 10008；.浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 杭州 1000；.開(kāi)化縣特產(chǎn)局（茶葉局），浙江 開(kāi)化 00

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針芽形綠茶連續(xù)化生產(chǎn)線(xiàn)設(shè)計(jì)與工藝參數(shù)優(yōu)化

陳根生1,2，袁海波2，許勇泉2，江用文2，鄧余良2，俞燎遠(yuǎn)3，余書(shū)平4，尹軍峰2*
1.浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，浙江 杭州 310058；
2.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院茶葉研究所，浙江省茶葉加工工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)家茶產(chǎn)業(yè)工程技術(shù)研究中心，浙江 杭州 310008；
3.浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 杭州 310020；4.開(kāi)化縣特產(chǎn)局（茶葉局），浙江 開(kāi)化 324300

摘要：根據(jù)針芽形名優(yōu)綠茶品質(zhì)特點(diǎn)及加工特性，集成運(yùn)用設(shè)施攤青裝備、電磁內(nèi)熱滾筒殺青機(jī)、多級(jí)連續(xù)理?xiàng)l機(jī)、搓葉機(jī)、遠(yuǎn)紅外提香機(jī)等新型節(jié)能高效設(shè)備，組建一條實(shí)用性強(qiáng)、高效節(jié)能、品質(zhì)優(yōu)異的針芽形名優(yōu)綠茶連續(xù)化生產(chǎn)線(xiàn)；并對(duì)生產(chǎn)線(xiàn)中攤青、殺青、理?xiàng)l、烘焙等關(guān)鍵工序的作業(yè)參數(shù)進(jìn)行研究，提出整套針芽形綠茶連續(xù)化生產(chǎn)工藝技術(shù)。經(jīng)研究后，得到了最佳工藝參數(shù)：攤青溫度18～25℃，相對(duì)濕度60%～90%；殺青投葉量125 kg·h(-1)，溫度270℃，時(shí)長(zhǎng)65 s；多級(jí)連續(xù)理?xiàng)l為240℃（38 Hz），210℃（40 Hz），180℃（45 Hz）；滾筒干燥溫度40～55℃；烘焙溫度100℃，投葉量30 kg·h(-1)。

關(guān)鍵詞：針芽形名優(yōu)綠茶；連續(xù)化生產(chǎn)；電磁內(nèi)熱滾筒殺青機(jī)；遠(yuǎn)紅外提香機(jī)；設(shè)施攤青機(jī)

針芽形綠茶是我國(guó)名優(yōu)綠茶的典型代表，廣受消費(fèi)者青睞，消費(fèi)市場(chǎng)十分廣闊。針芽形綠茶以單芽或一芽一葉鮮葉為原料，經(jīng)獨(dú)特加工工藝制作后，成品茶具有外形緊直挺秀、香氣馥郁持久、湯色綠潤(rùn)明亮、滋味鮮醇爽口等品質(zhì)特色。傳統(tǒng)針芽形綠茶加工以單機(jī)作業(yè)為主，隨后出現(xiàn)了單機(jī)簡(jiǎn)單整合，形成間歇性連續(xù)化生產(chǎn)線(xiàn)的作業(yè)方式，然而整體上均存在設(shè)備簡(jiǎn)陋、效率低、能耗高、質(zhì)量安全隱患等多個(gè)問(wèn)題，在一定程度上制約了針芽形綠茶加工技術(shù)水平的發(fā)展?；诖?，本研究在充分調(diào)研傳統(tǒng)和新式加工設(shè)備性能的基礎(chǔ)上，參照原有間歇式加工工藝技術(shù)，開(kāi)展關(guān)鍵做形設(shè)備及配套應(yīng)用參數(shù)的研究，進(jìn)行針芽形綠茶連續(xù)化生產(chǎn)線(xiàn)的設(shè)計(jì)和組建，并與傳統(tǒng)加工產(chǎn)品的品質(zhì)特色進(jìn)行比較，探討針芽形綠茶連續(xù)化生產(chǎn)線(xiàn)新加工技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)[1-2]。

1 新型針芽形綠茶連續(xù)化生產(chǎn)線(xiàn)的設(shè)計(jì)

1.1 生產(chǎn)線(xiàn)建設(shè)目標(biāo)

此研究在參考全國(guó)各地綠茶機(jī)械化加工的基礎(chǔ)上，依據(jù)針芽形綠茶以單芽或一芽一葉為原料及其獨(dú)特工藝，使用新型、綠色、節(jié)能的國(guó)產(chǎn)茶機(jī)，開(kāi)發(fā)出一條操作簡(jiǎn)便、功能實(shí)用、環(huán)保節(jié)能的新型針芽形綠茶連續(xù)化生產(chǎn)線(xiàn)。整條生產(chǎn)線(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)茶葉加工參數(shù)精準(zhǔn)控制，加工過(guò)程中可根據(jù)鮮葉實(shí)際情況作出工藝方案的微調(diào)。

1.2 生產(chǎn)線(xiàn)組成和功能設(shè)計(jì)

針芽形綠茶連續(xù)化生產(chǎn)線(xiàn)由39臺(tái)設(shè)備和9個(gè)PLC控制臺(tái)組成（表1），該生產(chǎn)線(xiàn)鮮葉加工能力為125 kg·h-1。整體控制構(gòu)架由9個(gè)主要功能模塊和相關(guān)輔助設(shè)備構(gòu)成（圖1），9個(gè)功能模塊既可以連續(xù)使用，也可以單獨(dú)或組合使用。在實(shí)際生產(chǎn)中，整條連續(xù)化生產(chǎn)線(xiàn)具有可控性強(qiáng)，實(shí)用性高，產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良的特性。

1.2.1 茶鮮葉設(shè)施攤青模塊

茶鮮葉攤放是針芽形綠茶制作的重要技術(shù)環(huán)節(jié)?？茖W(xué)研究和實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程均證實(shí)了鮮葉適度攤放對(duì)綠茶的色、香、味、形等風(fēng)味品質(zhì)有明顯的增進(jìn)作用[3-5]。攤青模塊的技術(shù)難點(diǎn)在于如何精確地調(diào)控?cái)偡怒h(huán)境。經(jīng)過(guò)詳細(xì)調(diào)研國(guó)內(nèi)攤青現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)存的攤青方式有以下不足之處：一是傳統(tǒng)敞開(kāi)式攤青，攤放環(huán)境參數(shù)無(wú)法控制；二是全自動(dòng)攤青設(shè)備過(guò)于封閉，空氣對(duì)流不夠順暢，局部鮮葉的呼吸受抑制，失水速率較為緩慢且不均勻，攤放后期鮮葉失水速率加快，易產(chǎn)生水悶味[6]。針對(duì)以上問(wèn)題，本研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)研究，將原封閉式單機(jī)結(jié)構(gòu)調(diào)整為半開(kāi)放式的設(shè)施攤青系統(tǒng)，采用PLC中央控制器連接控溫、控濕等設(shè)備及對(duì)應(yīng)的感應(yīng)原件，完成數(shù)據(jù)采集、信號(hào)變送、自動(dòng)調(diào)節(jié)等功能，自動(dòng)控制攤放環(huán)境溫度18～25℃、相對(duì)濕度60%～90%、二氧化碳質(zhì)量濃度410～450 mg·L-1；采用設(shè)施攤青系統(tǒng)對(duì)茶葉的感官品質(zhì)具有顯著的改善效果[7]。

1.2.2 自動(dòng)稱(chēng)量上樣、電磁內(nèi)熱與微波聯(lián)合殺青模塊、快速風(fēng)冷模塊

此模塊的技術(shù)特點(diǎn)主要是殺青加熱方式的創(chuàng)新與殺青方式的混合集成。目前，滾筒殺青是綠茶加工最主要的殺青方式之一，滾筒殺青熱能源于石化燃料的燃燒，以線(xiàn)接觸傳導(dǎo)和對(duì)流傳導(dǎo)兩種導(dǎo)熱方式為主，在熱轉(zhuǎn)效率和溫控穩(wěn)定性方面有所不足，造成了熱能的浪費(fèi)，生產(chǎn)環(huán)境污染，殺青葉焦邊、爆點(diǎn)等問(wèn)題。蒸汽殺青和微波殺青雖能快速抑制氧化酶的活性，但蒸汽殺青熱作用大，破壞葉綠素結(jié)構(gòu)，造成殺青葉色澤暗淡，湯色混濁，葉質(zhì)脆弱等缺陷；微波殺青處理，殺青葉含水量高，因濕熱作用促使多酚化合物發(fā)生非酶促氧化，易黃變且影響香氣品質(zhì)。針對(duì)上述問(wèn)題，本研究運(yùn)用電磁加熱系統(tǒng)和紅外溫控技術(shù)相結(jié)合研制了電磁內(nèi)熱滾筒殺青設(shè)備[8]，該設(shè)備熱能轉(zhuǎn)化效率大于60%，溫度波動(dòng)在±3℃，無(wú)煙排放，改善了生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境。采用微波補(bǔ)殺，進(jìn)一步促進(jìn)氧化酶的鈍化和失活，保持殺青葉色澤翠綠、鮮活。補(bǔ)殺葉經(jīng)快速風(fēng)冷，避免殺青葉因濕熱而黃變[9]。

圖1　針芽形綠茶連續(xù)化生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)控制結(jié)構(gòu)圖Fig.1 The control structure of continuous production line of needle-type green tea

1.2.3 鮮葉自動(dòng)提升、回潮模塊

回潮是名優(yōu)綠茶加工必不可少的工序，耗時(shí)也最長(zhǎng)?；爻贝偈箽⑶嗳~水分重新均勻分布，有助茶葉加工塑形，避免茶葉的斷碎。冷卻后的殺青葉通過(guò)斜式平輸機(jī)和立式輸送機(jī)輸送至網(wǎng)式回潮機(jī)，在網(wǎng)式回潮機(jī)中進(jìn)行回潮。該模塊的關(guān)鍵點(diǎn)在于殺青葉的攤涼回潮厚度控制和回潮機(jī)中的通風(fēng)狀況，回潮時(shí)，回潮葉厚度在4 cm左右，葉溫低于25℃，相對(duì)濕度(85±5)%。

1.2.4 自動(dòng)提升勻葉、三級(jí)連續(xù)理?xiàng)l模塊

現(xiàn)有的針芽形名優(yōu)綠茶理?xiàng)l做形大多數(shù)廠(chǎng)家采用自動(dòng)理?xiàng)l機(jī)組。自動(dòng)理?xiàng)l機(jī)組性能單一，不能同時(shí)控制變溫和變頻工序，投葉量和理?xiàng)l時(shí)間全憑操作者的經(jīng)驗(yàn)，隨意性大，且每位操作者最多只能控制兩臺(tái)自動(dòng)理?xiàng)l機(jī)組，因此不同批次理?xiàng)l葉的成條率和含水量存在較大差異。

采用立式提升機(jī)自動(dòng)投葉，時(shí)常出現(xiàn)投葉不勻的情況，設(shè)計(jì)添加“勻葉器”后解決了提升機(jī)和理?xiàng)l機(jī)的銜接問(wèn)題，回潮葉提升至勻葉板上，通過(guò)調(diào)節(jié)勻葉齒的轉(zhuǎn)角，使回潮葉均勻地散落在理?xiàng)l機(jī)的“U”型槽內(nèi)[10]。

本研究使用三級(jí)連續(xù)理?xiàng)l機(jī)組，以加熱溫度、往復(fù)頻率、傾斜角度3個(gè)不同影響因素分別控制理?xiàng)l葉的含水量、緊直度和理?xiàng)l時(shí)間，提高了理?xiàng)l做形的穩(wěn)定性，節(jié)省了勞動(dòng)成本。通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)證實(shí)，經(jīng)本試驗(yàn)機(jī)組處理，理?xiàng)l葉成條率達(dá)到80%以上。

1.2.5 搓葉、風(fēng)選模塊

經(jīng)三級(jí)理?xiàng)l后，仍有部分理?xiàng)l葉有彎曲、條索欠緊直、芽葉無(wú)法收攏等問(wèn)題；現(xiàn)存的解決方案是通過(guò)成品茶的篩選、剔除，需耗費(fèi)大量的時(shí)間和人力。該連續(xù)生產(chǎn)線(xiàn)首次使用搓葉機(jī)，其原理是理?xiàng)l葉在帶有直條紋的凹槽中進(jìn)行往復(fù)式摩擦、加壓揉搓。一方面，將未收攏的葉片進(jìn)一步搓緊、魚(yú)葉和鱗片剝離，提升理?xiàng)l葉緊直度；另一方面，搓葉還帶有揉捻功能，使滋味更醇厚。搓葉后，套用風(fēng)選原理[11]，有效地分離出碎葉、碎芽，確保理?xiàng)l葉的成條率在85%以上。

1.2.6 自動(dòng)回潮攤涼模塊

風(fēng)選后的理?xiàng)l葉采用自動(dòng)提升機(jī)送至翻板式回潮機(jī)進(jìn)行二次回潮。理?xiàng)l葉回潮相比殺青葉回潮時(shí)間要長(zhǎng)，攤放厚度在5～10 cm?；爻边^(guò)程中，水分由理?xiàng)l葉內(nèi)部向葉表轉(zhuǎn)移，伴隨著內(nèi)質(zhì)成分轉(zhuǎn)化，最終保證理?xiàng)l葉之間的水分一致，避免在后期加工過(guò)程中出現(xiàn)葉色花雜和焦味的產(chǎn)生。

1.2.7 單級(jí)理?xiàng)l干燥、滾筒干燥、脫毫模塊

回潮之后，理?xiàng)l葉會(huì)有軟化情況產(chǎn)生，需在單級(jí)理?xiàng)l機(jī)中進(jìn)行二次干燥，防止回潮葉加熱收縮變形。理?xiàng)l工藝參數(shù)相對(duì)殺青葉的理?xiàng)l溫度要低，溫度控制在180℃，往復(fù)震動(dòng)頻率在45 Hz左右，干燥到一定程度，為減少初制茶的斷碎，換成瓶式炒干機(jī)進(jìn)行干燥，桶壁的溫度設(shè)定在40～55℃，并且在桶壁的摩擦作用下一并完成了脫毫工序。

1.2.8 焙火模塊

以往茶葉烘焙提香，常用炭火、熱風(fēng)和加熱炒制。炭火以紅外線(xiàn)熱輻射的形式，耗費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，在操作過(guò)程中需要有豐富的經(jīng)驗(yàn)；熱風(fēng)提香是以熱空氣為媒介對(duì)茶樣進(jìn)行烘焙處理，香氣以清香為主；炒制提香是將初制茶在熱筒壁（鍋壁）反復(fù)滾炒，使茶葉具有栗香、高香、火香等多種類(lèi)型，炒制程度不易掌控，批次間的差異突顯。多方面的考量后，該生產(chǎn)線(xiàn)配備了遠(yuǎn)紅外提香設(shè)備[12]，遠(yuǎn)紅外提香則是通過(guò)特定裝置發(fā)射出遠(yuǎn)紅外熱能作用于茶葉，促使茶葉香氣前體物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)變，形成特定的香氣品質(zhì)。遠(yuǎn)紅外提香有著生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品品質(zhì)好、穩(wěn)定性適宜等優(yōu)點(diǎn)。

2 新型針芽形綠茶連續(xù)化生產(chǎn)線(xiàn)關(guān)鍵參數(shù)優(yōu)化

結(jié)合已有的研究成果，對(duì)新型針芽形綠茶連續(xù)化生產(chǎn)線(xiàn)中的攤青、殺青、理?xiàng)l、烘焙等關(guān)鍵工藝參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步研究，提出一套適合我國(guó)針芽形綠茶的自動(dòng)化連續(xù)化加工標(biāo)準(zhǔn)工藝參數(shù)。

2.1 材料與方法

2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料

試驗(yàn)原料為一芽一葉的小葉福鼎種鮮葉實(shí)驗(yàn)，由浙江省開(kāi)化縣名茶開(kāi)發(fā)公司提供，試驗(yàn)于2014～2015年在該公司十里鋪生產(chǎn)基地完成。

2.1.2 茶樣感官質(zhì)量審評(píng)與理化成分檢測(cè)

茶樣感官品評(píng)參考國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 23776 —2009）[13]，名優(yōu)綠茶審評(píng)系統(tǒng)，總分為100分，各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重分別為：外形25%、湯色10%、香氣25%、滋味30%、葉底10%。

茶多酚的檢測(cè)方法為GB/T 8313—2008福林酚試劑比色法；游離氨基酸測(cè)定采用GB/T 8314—2002茚三酮比色法；可溶性蛋白測(cè)定為考馬斯亮藍(lán)染色法；可溶性總糖測(cè)定為硫酸-蒽酮法；水浸出物測(cè)定采用GB/T 8305 —2013恒重法；咖啡堿含量測(cè)定采用高效液相色譜法[14]。

2.2 設(shè)施攤青工序的研究

2.2.1 設(shè)施攤青的作用與效果

表2　不同攤青處理茶樣感官審評(píng)結(jié)果Table 2 The sensory evaluation results of tea samples under different spreading treatments

圖2　正常鮮葉保鮮處理Fig.2 Retaining freshness processing of normal fresh leaves

設(shè)施攤青是通過(guò)調(diào)節(jié)攤放環(huán)境參數(shù)來(lái)控制攤青時(shí)長(zhǎng)和鮮葉的新鮮度，鮮葉攤放溫度18～25℃，相對(duì)濕度60%～90%，二氧化碳質(zhì)量濃度410～450 mg·L-1。依據(jù)鮮葉實(shí)際狀況，特設(shè)定了正常鮮葉常規(guī)攤青與保鮮攤青，雨水鮮葉常規(guī)攤青和快速脫水?dāng)偳鄡山M試驗(yàn)，兩組常規(guī)攤青分別作為對(duì)照。根據(jù)兩組試驗(yàn)中攤青葉含水量變化（圖2、圖3）、以及相同工藝連續(xù)化加工的干茶感官審評(píng)結(jié)果（表2）表明，設(shè)施攤青系統(tǒng)對(duì)鮮葉管理有明顯效果：對(duì)正常鮮葉的保鮮攤青，16 h后仍能保持較好的新鮮度，與初始含水量相比僅下降了7.89%，干茶有栗香、口感更醇，感官得分也高于常規(guī)攤青成品茶；雨水鮮葉快速脫水處理，6 h后含水量由最初的79.2%降至70.1%，下降了11.49%，而雨水葉常規(guī)攤放僅下降了3.66%，在感官品質(zhì)方面，雨水鮮葉快速脫水?dāng)偳嘈Ч黠@優(yōu)于常規(guī)攤青，總分相差6.3分。雨水葉快速脫水?dāng)偳嗟母刹杵焚|(zhì)稍遜于正常鮮葉的常規(guī)攤青，但完全滿(mǎn)足企業(yè)的生產(chǎn)需要。

2.2.2 設(shè)施攤青程度對(duì)茶葉品質(zhì)的影響

茶鮮葉初始含水量為78%，攤放環(huán)境18～25℃，相對(duì)濕度60%～90%；設(shè)置攤放葉含水量為攤放程度參數(shù)指標(biāo)，通過(guò)連續(xù)化生產(chǎn)線(xiàn)將攤放葉制作成干茶，并以茶樣的品質(zhì)質(zhì)量作為評(píng)判。研究結(jié)果（表3）表明，鮮葉攤放至含水量68%～70%的處理樣感官品質(zhì)得分較高，滋味清爽、香氣清香，特作為攤放工序的最佳含水量控制指標(biāo)，此結(jié)果與傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)值[15]較為接近。

2.3 殺青溫度、時(shí)間對(duì)殺青葉品質(zhì)的影響

根據(jù)前期試驗(yàn)研究確定攤青葉的含水量在68%～70%，殺青投葉量為125 kg·h-1，電磁內(nèi)熱滾筒殺青溫度（210、240、270、300℃）和時(shí)間（45、65、85 s）全交互組合試驗(yàn)，優(yōu)化針芽形名優(yōu)綠茶殺青工藝參數(shù)。感官審評(píng)結(jié)果（表4）表明，電磁內(nèi)熱滾筒殺青溫度在210℃或殺青時(shí)間為45 s的處理，都存在殺青程度不足的情況，葉底出現(xiàn)了紅梗、紅莖，香氣成分前體物質(zhì)轉(zhuǎn)化不充分帶有生青氣，滋味有不同程度的生澀味等情況；溫度在300℃時(shí)，易產(chǎn)生高火味，干茶外形帶有爆點(diǎn)。上述處理樣的主要品質(zhì)成分含量檢測(cè)結(jié)果（表5）表明，殺青溫度和時(shí)間是水浸出物、茶多酚、氨基酸含量的關(guān)鍵因素，此結(jié)論和潘周光[16]的研究結(jié)果基本一致。全交互試驗(yàn)的各個(gè)處理之間，8號(hào)處理樣品的水浸出物含量、氨基酸含量相對(duì)較高，分別為46.54%、4.30%，而茶多酚含量則相對(duì)較低（33.34%），酚氨比也較低（7.75）。通過(guò)感官審評(píng)和理化成分測(cè)定結(jié)果篩選出電磁內(nèi)熱滾筒殺青的最佳溫度和時(shí)間組合為270℃、65 s。

圖3　雨水鮮葉快速脫水處理Fig.3 Rapid dehydration processing of fresh leaves with rain water

表3　不同含水量的攤青葉對(duì)干茶感官品質(zhì)的影響Table 3 Effect of spreading leaves with different water contents on the organoleptic quality of dry tea

表5　殺青工藝優(yōu)化處理后生化成分含量分析Table 5 Chemical components analysis of tea processed under improved fixing parameters

2.4 連續(xù)理?xiàng)l溫度對(duì)干茶成條率的影響

在先前的理?xiàng)l試驗(yàn)研究中確定了3個(gè)理?xiàng)l機(jī)組的往復(fù)震動(dòng)頻率分別為38、40、45 Hz，設(shè)置3組不同溫度處理方案：

處理一（高溫處理）：一級(jí)理?xiàng)l270℃，二級(jí)理?xiàng)l240℃，三級(jí)理?xiàng)l210℃；

處理二（中溫處理）：一級(jí)理?xiàng)l240℃，二級(jí)理?xiàng)l210℃，三級(jí)理?xiàng)l180℃；

處理三（低溫處理）：一級(jí)理?xiàng)l220℃，二級(jí)理?xiàng)l190℃，三級(jí)理?xiàng)l160℃。

根據(jù)3組不同處理結(jié)果（圖4）顯示，理?xiàng)l溫度越高，失水率越大，成條率高，兩者成負(fù)相關(guān)。在一級(jí)、二級(jí)理?xiàng)l處理時(shí)，高溫理?xiàng)l的成條率明顯高于中溫、低溫處理，但經(jīng)過(guò)第三級(jí)理?xiàng)l處理之后，高溫處理的成條率相比中溫處理僅高出了0.85%，差異較小，而中溫處理的成條率相對(duì)低溫處理超出7.42%，差異較為明顯。理?xiàng)l溫度和理?xiàng)l級(jí)數(shù)對(duì)成條率主體間效應(yīng)的檢驗(yàn)分析結(jié)果顯示（表6），理?xiàng)l溫度對(duì)成條率有顯著性影響，理?xiàng)l級(jí)數(shù)對(duì)成條率有極顯著影響，綜合考慮含水量和能效問(wèn)題，中溫處理為優(yōu)選。

圖4　不同處理的成條率及含水量變化Fig.4 Change of rolled twing rate and water content of leaves under different processing

表6　理?xiàng)l溫度和理?xiàng)l級(jí)數(shù)對(duì)成條率主體效應(yīng)的檢驗(yàn)Table 6 Tests of the major effects of Shaping temperatures and Shaping phases of twing rate

2.5 烘焙工藝參數(shù)的研究

依據(jù)前期試驗(yàn)的基礎(chǔ)，選用瓶式炒干機(jī)，溫度為50℃，炒制的干茶樣作為對(duì)照樣；設(shè)置茶葉遠(yuǎn)紅外恒溫提香機(jī)輸送帶轉(zhuǎn)速為450 r·min-1（投葉量約30 kg·h-1），采用3個(gè)不同的烘焙溫度（90、100、110℃）作為試驗(yàn)樣。對(duì)烘焙處理針芽形綠茶樣品感官評(píng)定[13]，評(píng)定結(jié)果表明（表7）：3個(gè)烘焙處理樣品的香氣分別側(cè)重于清香、栗香、高火香，滋味均偏醇；烘焙溫度為100℃和110℃時(shí)，針芽形干茶的外觀色澤油潤(rùn)性增強(qiáng)；但110℃時(shí)，湯色偏黃；因此，烘焙溫度100℃較為適宜。對(duì)各烘焙處理茶樣進(jìn)行理化成分檢測(cè)，結(jié)果顯示（表8），烘焙處理茶樣的茶多酚含量、氨基酸含量、可溶性蛋白含量較對(duì)照樣減少，烘焙處理（平均值）與對(duì)照樣相比分別降低了5.08%，9.89%，12.24%，可能在高溫條件下，美拉德反應(yīng)加速，促使化學(xué)活性較強(qiáng)的成分發(fā)生快速轉(zhuǎn)化；提香處理樣品中的水浸出物含量和可溶性總糖的含量則有所上升，可能與高溫處理后不溶性氮素物質(zhì)分解成可溶性成分有關(guān)。

表7　遠(yuǎn)紅外烘焙處理針芽形名優(yōu)綠茶感官品質(zhì)比較Table 7 Comparison on sensory quality of needle-type tea with far infrared baking treatments

表8　遠(yuǎn)紅外烘焙處理針芽形茶理化成分Table 8 Physical-chemical components of needle-type tea with far infrared baking treatments

2.6 總結(jié)

基于傳統(tǒng)加工模式建立的針芽形綠茶連續(xù)化示范生產(chǎn)線(xiàn)，結(jié)合設(shè)施攤青的輔助，日加工鮮葉可達(dá)到1 000 kg以上。在針芽形綠茶連續(xù)化生產(chǎn)線(xiàn)平臺(tái)上，對(duì)攤青、殺青、理?xiàng)l、提香等工藝參數(shù)進(jìn)行了研究，初步提出適合我國(guó)針芽形連續(xù)化生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化工藝參數(shù)，通過(guò)溫濕度調(diào)節(jié)攤青葉含水量為68%～70%；電磁內(nèi)熱滾筒殺青投葉量為125 kg·h-1，溫度為270℃，時(shí)間65 s；理?xiàng)l參數(shù)為一級(jí)理?xiàng)l240℃（38 Hz），二級(jí)理?xiàng)l210℃（40 Hz），三級(jí)理?xiàng)l180℃（45 Hz）；提香溫度100℃，轉(zhuǎn)速450 r·min-1（投葉量約30 kg·h-1）。上述參數(shù)根據(jù)各省消費(fèi)習(xí)慣、種植地區(qū)、茶樹(shù)品種、采摘時(shí)節(jié)的不同，相關(guān)工藝參數(shù)需進(jìn)一步修正和優(yōu)化。本實(shí)驗(yàn)中將連續(xù)化生產(chǎn)的針芽形綠茶和傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的針芽綠茶進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示，（圖5）在色澤綠潤(rùn)度和外形緊直度等方面均優(yōu)于傳統(tǒng)加工工藝。

圖5　不同工藝加工的干茶圖像Fig.5 Tea image of different process

3 討論

目前，我國(guó)的名優(yōu)綠茶加工已向著“標(biāo)準(zhǔn)化、清潔化、連續(xù)化、智能化”的方向發(fā)展，加工新方法、新技術(shù)在茶葉加工中不斷地得到了應(yīng)用，并正已快速地發(fā)展，一小部分名優(yōu)綠茶加工企業(yè)業(yè)已實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn)作業(yè)，在提高名優(yōu)綠茶加工效率的同時(shí)也達(dá)到了對(duì)茶葉品質(zhì)提升的目的，為標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；a(chǎn)的建立，營(yíng)造了良好基礎(chǔ)[17]。茶葉加工設(shè)備的不斷更新、升級(jí)，在一定程度上提高了我國(guó)茶葉產(chǎn)業(yè)化水平。如本研究中的新型茶機(jī)有設(shè)施攤青設(shè)備、電磁內(nèi)熱滾筒殺青機(jī)、自動(dòng)化連續(xù)理?xiàng)l機(jī)、遠(yuǎn)紅外提香機(jī)，串聯(lián)成連續(xù)化流水作業(yè)，電磁內(nèi)熱滾筒殺青機(jī)利用電磁對(duì)流加熱和保溫，實(shí)現(xiàn)了高效的熱能轉(zhuǎn)化，使殺青勻整、無(wú)焦邊、葉溫恒定[9]，遠(yuǎn)紅外提香設(shè)備提高了生產(chǎn)效率，降低能耗，并且對(duì)茶葉香氣的提升和潤(rùn)色有明顯效果[12]。本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，干茶在通過(guò)遠(yuǎn)紅外提香處理后，雖然在湯色和葉底色澤兩項(xiàng)得分均有所下降，但在干茶色澤潤(rùn)度，茶葉的香氣、滋味方面都有明顯的提升。搓葉機(jī)首次被應(yīng)用到針芽形茶連續(xù)化生產(chǎn)線(xiàn)上，此工藝的增加對(duì)理?xiàng)l工藝有著重要作用，尤其是對(duì)理?xiàng)l葉的勻整度和滋味方面有非常明顯的效果。

本實(shí)驗(yàn)中，連續(xù)化生產(chǎn)線(xiàn)中的生產(chǎn)設(shè)備和控制組件較多，PLC控制器較為分散，在后期的工藝改進(jìn)研究過(guò)程中，可以根據(jù)設(shè)備的特性和現(xiàn)有的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，借鑒相關(guān)食品加工生產(chǎn)線(xiàn)，建立計(jì)算機(jī)中控系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)真正意義的電控一體化，對(duì)生產(chǎn)情況可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和數(shù)據(jù)保存。

參考文獻(xiàn)

[1]張正竹,李尚慶,吳衛(wèi)國(guó),等.茶葉現(xiàn)代化加工技術(shù)和裝備的研究與推廣[J].中國(guó)茶葉,2009,31(2):4-6.

[2]江用文.我國(guó)茶葉加工發(fā)展戰(zhàn)略的研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào),2004,6(1):33-39.

[3]沈培和,劉栩.改善芽形綠茶香氣的制茶工藝[J].中國(guó)茶葉,2000,22(2):4-5.

[4]王云,李春華,楊亮材,等.提高扁形名茶品質(zhì)的工藝途徑[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),1996,9(4):77-86.

[5]梁曉嵐,陳春林.談?wù)劀p輕廣東綠茶苦澀味的途徑[J].中國(guó)茶葉,1995,17(5):40-41.

[6]鄭繼輝.鮮葉攤放過(guò)程中失水規(guī)律研究[J].福建茶葉,1988(4):30-33.

[7]尹軍峰.一種茶葉的設(shè)施攤青方法:200910154056.1[P].2010-05-26.

[8]尹軍峰.電磁滾筒殺青機(jī):201020157446.2[P].2010-11-24.

[9]袁海波,許勇泉,鄧余良,等.綠茶電磁內(nèi)熱滾筒殺青工藝優(yōu)化[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2013,29(1):250-258.

[10]尹軍峰.一種茶葉加工的勻葉裝置:200920199019.8[P].2010-10-13.

[11]鐘江,黃劍虹,楊韜,等.茶葉風(fēng)選機(jī)優(yōu)化研究[J].茶葉科學(xué),2013,33(6):576-583.

[12]鄧余良,尹軍峰,袁海波,等.恒溫遠(yuǎn)紅外提香技術(shù)在綠茶加工中的應(yīng)用研究[J].茶葉科學(xué),2013,33(4):336-344.[13]中華全國(guó)供銷(xiāo)合作總社.茶葉感官審評(píng)方法（GB/T 23776 —2009）[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2009.

[14]Jiang HY.A new catechin oxidation product and polymeric polyphenols of post-fermented tea[J].Food Chem,2011,129:830-836.

[15]尹軍峰,許勇泉,袁海波,等.名優(yōu)綠茶鮮葉攤放過(guò)程中主要生化成分的動(dòng)態(tài)變化[J].茶葉科學(xué),2009,29(2):102-110.

[16]葛慶豐,張聰,于海,等.綠茶的微波－熱風(fēng)聯(lián)合殺青工藝研究[J].食品科學(xué),2011,32(24):196-199.

[17]潘周光,胡金華.連續(xù)型多功能茶炒制機(jī)的研制及工藝研究[J].茶葉科學(xué),2006,26(2):154-158.

Design and Process Optimization of a Continuous Production Line on Needle-type Premium Green Tea

CHEN Gensheng1,2,YUAN Haibo2,XU Yongquan2,JIANG Yongwen2,DENG Yuliang2,YU Liaoyuan3,YU Shuping4,YIN Junfeng2*

1.College of Biosystems Engineering and Food Science,Zhejiang University,Hangzhou 310058,China; 2.Tea Research Institute,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Key Laboratory of Tea Processing Engineering of Zhejiang Province,National Engineering Technology Research Center of Tea Industry,Hangzhou 310008,China; 3.Zhejiang Agricultural Technology Extension Center,Hangzhou 310020,China; 4.Kaihua Special Local Product(Tea)Bureau,Kaihua 324300,China

Abstract:According to the quality and processing characteristics of needle-type premium green tea,a strongly practicable,energy-efficient and highly qualified needle-type premium green tea continuous production line which consisted of the fresh tea leaves artificial spreading machine,electromagnetic heat roller fixation machine,multiphase continuous fixation-shaping machine,rubbing machine,far-infrared raising fragrant machine and other energy efficient facilities was organized.The processing procedures of the continuous production line including spreading,fixation,fixation-shaping and baking were investigated and a complete set of processing technology about the line on needle-typepremium green tea was proposed.The results showed that the best process parameters were:temperature at 18-25℃ and humidity at 60%-90% for fresh tea leaves spreading,the leaf weight of 125 kg·h(-1),baking temperature at 270℃ and time of 65 second for the fixing,240℃(38 Hz）,210℃(40 Hz)and 180℃(45 Hz)for the multiphase continuous fixation-shaping,and drying temperature at 40-55℃,baking temperature at 100℃,speed of 30 kg·h(-1)for the rotary continuous drying.

Keywords:needle-typepremium green tea,continuous production,electromagnetic heat roller fixation machine,far-infrared raising fragrant machine,artificial spreading of fresh tea leaves mechanical

作者簡(jiǎn)介：陳根生，男，碩士研究生，主要從事茶葉化學(xué)與食品工程方面的研究。*通訊作者：yinjf@tricaas.com

基金項(xiàng)目：科技部農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目（2011GB23260012）、浙江省分析測(cè)試基金（2015C37073）、科技協(xié)作計(jì)劃項(xiàng)目（2014016）。

收稿日期：2015-11-30

修訂日期：2016-01-29

中圖分類(lèi)號(hào)：TS272.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-369X（2016）02-139-10